FR3054099B1 - BIODEGRADABLE AND BIOCOMPOSTABLE TUTOR FOR A PAPER-BASED PLANT - Google Patents
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Description
Tuteur biodégradable et biocompostable pour plante grimpante à base de papier
La présente invention concerne un tuteur souple apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates. L'invention concerne également l'utilisation d'une ficelle constituée par une bande de papier torsadée sur elle-même le long de sa longueur pour constituer un tuteur souple apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tuteur souple apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates.
De manière connue, un tuteur souple peut être utilisé pour accrocher et guider une plante grimpante durant sa croissance. Il est connu de prévoir un tuteur de type ficelle se présentant sous la forme d'une bobine qui est déroulée au fur et à mesure de la progression de la croissance du plant exploité. En partie haute, l'extrémité supérieure du tuteur peut être accrochée, par exemple via un crochet, de manière glissante sur un fil support via des systèmes de traînage. C'est par exemple le cas pour la culture des tomates, par exemple sous serre en culture dans le sol ou hors sol, dont les plants peuvent présenter des longueurs supérieures à 15m dans certains pays et sous des conditions particulières. Le poids à supporter par le tuteur peut devenir relativement élevé à la fin de la culture, ce qui oblige à des contraintes de résistance mécanique élevée pour chaque tuteur.
Cette nécessité de grande résistance peut devenir un problème en fonction des conditions d'exploitation de la plante grimpante, comme par exemple en fonction de la température, de l'humidité, de l'exposition aux rayons ultraviolets, aux insectes ou aux champignons.
Les tuteurs connus peuvent se présenter sous la forme d'une ficelle, typiquement en polypropylène, voire en acier. Ces ficelles ont des propriétés mécaniques très élevées et probablement surdimensionnées pour leur utilisation en tuteurage. Elles ont l'avantage d'être techniquement fiables avec un pourcentage de rupture faible sur la saison de culture.
Le document ES2282021B1 décrit un tuteur de cellulose torsadée ou tressée avec des résines et cires polyéthylène, paraffine et des résines acryliques.
Toutefois, ces solutions actuelles ne sont pas totalement satisfaisantes car les tuteurs représentent une très grande source de pollution, en raison de leur caractère non biodégradable. En effet, lorsque la saison est terminée, les plants sont arrachés. Les tuteurs sont, à ce stade, entremêlés dans les plants. La démarche conventionnelle est de séparer manuellement les tuteurs des plants afin de permettre d'une part l'élimination des tuteurs, et d'autre part le compostage des plants. Cette opération est coûteuse en main d'œuvre et en temps. Les maraîchers avouent ne pas faire le tri des tuteurs et des plants en fin de culture et broyer l'ensemble avant enfouissement ou brûlage, bien que cette dernière pratique puisse être interdite par certains règlements administratifs relatifs à l'interdiction du brûlage à l'air libre des déchets verts.
Des ficelles aptes à être mises en compost apparaissent sur le marché. Le critère d'aptitude au compostage semble intéressant en apparence. Cependant, les conditions de compost requises (compost industriel) ne sont généralement pas respectées par les maraîchers qui se contentent d'enfouir les ficelles sur leur exploitation. Placées dans de mauvaises conditions de compost, ces matériaux ne se dégradent pas et perdent tout leur intérêt. De plus, ils discréditent les solutions éco-responsables en affichant des prix élevés et une fiabilité moindre durant la culture par rapport aux ficelles de référence, les tuteurs présentant un taux élevé de rupture prématurée sous charge avant la fin de la culture.
Il existe également des tuteurs sous la forme de ficelles en fibres naturelles telle que le lin, le chanvre, le sisal, le jute ou le coton. Ces ficelles présentent de bonnes aptitudes à la dégradation en compost. Mais elles ne permettent pas de combiner un prix attractif et des performances mécaniques suffisantes pour tenir sur l'ensemble de la saison de culture. De plus, les ficelles de cette nature attirent naturellement les rongeurs et il est nécessaire d'appliquer un traitement anti rongeur. Or, ce type de traitement est loin d'être inoffensif pour l'environnement et les plantes.
La présente invention vise à résoudre tout ou partie des inconvénients listés ci-dessus.
Dans ce contexte, il existe un besoin de fournir un tuteur souple apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates, qui soit à la fois fiable d'un point de vue mécanique, économique pour en favoriser le développement à grande échelle et écologique pour répondre aux exigences actuelles et aux normes administratives dans le domaine concerné, au-delà de l'éthique pour les utilisateurs. A cet effet, il est proposé un tuteur souple apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates, constitué par une ficelle sous la forme d'une bande de papier torsadée sur elle-même le long de sa longueur.
Selon un mode de réalisation particulier, le papier utilisé pour découper ladite bande présente une caractéristique de grammage incluse dans une gamme de grammage comprise entre 35 g/m2 et 150 g/m2.
Le papier utilisé pour découper ladite bande peut présenter une caractéristique de main incluse dans une gamme de main comprise entre 1 cm3/g et 1,6 cm3/g.
Selon un autre mode de réalisation, la bande présente une largeur, comptée perpendiculairement à son épaisseur et à sa longueur avant torsion, incluse dans une gamme de largeur comprise entre 10 mm et 230 mm.
La ficelle peut présenter une caractéristique de torsion de la bande incluse dans une gamme de torsion comprise entre 10 et 410 tours par mètre de longueur.
Selon encore un autre mode de réalisation, la ficelle présente une masse linéique incluse dans une gamme de masse linéique comprise entre 500 g/km et 50000 g/km.
La ficelle présente de préférence un diamètre, vu dans sa section de coupe perpendiculaire à la direction suivant laquelle la longueur est comptée, inclus dans une gamme de diamètre comprise entre 0,5 mm et 10 mm.
Selon un autre mode de réalisation, la ficelle est intégralement biodégradable et biocompostable.
Le papier est de préférence un papier Kraft à base de fibres de bois résineux.
Il est également proposé une utilisation d'une ficelle constituée par une bande de papier torsadée sur elle-même le long de sa longueur pour constituer un tuteur souple apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates.
Il est aussi proposé un procédé de fabrication d'un tuteur souple apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates, comprenant les étapes successives suivantes : - fourniture d'une toile de papier, notamment d'un papier Kraft à base de fibres de bois résineux présentant une caractéristique de grammage incluse dans une gamme de grammage comprise entre 35 g/m2 et 150 g/m2 et/ou une caractéristique de main incluse dans une gamme de main comprise entre 1 cm3/g et 1,6 cm3/g, - découpe dans la toile de papier d'au moins une bande de papier, notamment présentant une largeur incluse dans une gamme de largeur comprise entre 10 mm et 230 mm, - torsion de ladite bande de papier sur elle-même le long de sa longueur pour constituer une ficelle constitutive dudit tuteur, notamment durant laquelle la bande de papier est tournée sur elle-même selon un nombre de tours de torsion compris entre 10 et 410 tours par mètre de ficelle. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
La Figure 1 est un tableau illustrant des paramètres d'entrée pour la fabrication de tuteurs confectionnés pour l'étude de l'influence de la largeur de bande « Lb » sur des paramètres de sortie des tuteurs.
La Figure 2 représente, pour les différents types de papier référencés dans le tableau de la Figure 1, l'évolution de la masse linéique des tuteurs en fonction de la largeur de bande Lb et de la torsion imposées durant la fabrication.
La Figure 3 représente, pour les différents types de papier référencés dans le tableau de la Figure 1, l'évolution des diamètres équivalents des tuteurs en fonction de la largeur de bande Lb et de la torsion imposées en entrée durant la fabrication (le diamètre équivalent est calculé en considérant l'aire de la section de coupe de la ficelle circulaire).
La Figure 4 représente, pour les différents types de papier référencés dans le tableau de la Figure 1, l'évolution de la force à la rupture des tuteurs en fonction de leur masse linéique.
La Figure 5 représente, pour les différents types de papier référencés dans le tableau de la Figure 1, l'évolution de la force à la rupture des tuteurs en fonction de la largeur de bande Lb imposée durant la fabrication.
En référence aux Figures 1 à 5 annexées telles que présentées sommairement ci-dessus, l'invention concerne essentiellement un tuteur souple et biodégradable et biocompostable apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance. La souplesse de tuteur doit lui permettre d'être enroulé sur un crochet métallique, notamment ayant une longueur comprise entre 18 et 20 cm.
Le tuteur selon l'invention présente la caractéristique particulièrement avantageuse d'être constitué par une ficelle sous la forme d'une bande de papier torsadée sur elle-même le long de sa longueur. Un avantage de réaliser une telle ficelle par torsion d'une bande de papier le long de sa longueur est que le tuteur présente un faible coût et une grande résistance à la traction peu soumise à variabilité durant le temps d'une saison d'exploitation qui peut parfois être comprise entre 6 mois et un an en fonction du pays et de la plante grimpante objet de la culture.
Notamment, une application particulièrement visée et pour laquelle l'invention est particulièrement bien adaptée est de pouvoir constituer un tuteur ayant la capacité de supporter un plant de tomates durant sa croissance, le poids à supporter par le tuteur ainsi configuré, sans rupture de celui-ci et ce dans toutes les conditions climatiques envisageables (températures, vents, hygrométrie variables), pouvant être supérieur à plusieurs kilogrammes dans le cas des tomates.
Pour une bonne compréhension, la direction longitudinale suivant laquelle la longueur de la ficelle est comptée correspond à la direction suivant laquelle la longueur de la bande de papier est comptée et orientée. En effet, il est immédiatement compris qu'une bande de papier présente une plus grande dimension appelée «longueur» qui est largement supérieure à une dimension appelée « largeur » qui est comptée suivant une direction latérale de la bande perpendiculaire à sa direction longitudinale, cette largeur correspondant dans ce document à une valeur appelée « largeur de bande » notée « Lb » sur les Figures annexées. La dimension comptée dans la direction transversale perpendiculaire à la fois à la direction longitudinale et à la direction latérale correspond à l'épaisseur de la bande de papier. La section de coupe de la ficelle est comptée perpendiculairement à sa longueur et dépend donc de la largeur et de l'épaisseur. La torsion durant une étape de retordage décrite plus loin est réalisée autour d'un axe orienté, en tout point de la ficelle, suivant la direction longitudinale.
Il va de soi que la valeur de la longueur de la bande de papier est largement supérieure à la largeur de la bande, et que la largeur de la bande est largement supérieure à l'épaisseur de la bande. Compte tenu de la souplesse et de la capacité de la ficelle à se déformer spatialement compte tenu de sa constitution en papier, ces trois grandeurs sont déterminables localement en tout point de la bande (ou de la ficelle), dans un repère local dépendant du point considéré.
En fonction de la nature du papier utilisé pour la fourniture de la bande de papier et des caractéristiques morphologiques du tuteur après torsion qui vont être détaillées plus en détails ci-après, de nombreux essais et tests réalisés par la Demanderesse ont montré que la ficelle est configurée de sorte à tenir mécaniquement, en évitant une rupture, sous un poids compris entre 4,5 et 5,5 kg pendant 12 mois pour les conditions de culture envisagées et que son allongement à la rupture ne dépasse pas une valeur comprise entre 4,9 et 6,1 %. La tenue aux rayonnements ultraviolets, aux intempéries, aux insectes et aux champignons peut être très bonne.
Par «papier», il est entendu toute substance composée de fibres végétales agglomérées les unes aux autres pour former une feuille mince et sèche.
De manière générale, le papier est choisi de sorte que la ficelle résultant de la torsion présente une résistance à la traction évitant autant que possible les risques de rupture sous l'effet du poids de la plante qu'elle supporte et est apte à résister aux conditions d'exploitation de la plante grimpante, notamment en tenant compte de la température, de l'humidité, de l'exposition aux rayons ultraviolets, aux insectes ou aux champignons.
Les essais et les calculs réalisés par la Demanderesse ont montré que les paramètres essentiels pour la réalisation du tuteur sont le grammage du papier utilisé, la largeur de la bande à laquelle la torsion est appliquée, la valeur de la torsion appliquée à la bande et la teneur en eau du papier. Parmi ces paramètres, seule la teneur en eau du papier n'est pas directement contrôlable car elle dépend de la capacité de rétention d'eau du papier, du temps d'attente entre la découpe de la bande et l'étape de retordage durant laquelle la torsion est appliquée à la bande de papier pour produire la ficelle. A l'issue du retordage, la ficelle ainsi torsadée est ensuite enroulée sous la forme d'une bobine, pour sa facilité de transport, de stockage, et qu'il suffit de dérouler au fur et à mesure de la croissance de la plante qu'elle supporte. La teneur en eau dépend aussi de la puissance du filet d'eau qui humidifie la bande de papier avant le retordage.
Il convient de préciser que ces différents paramètres sont des caractéristiques intrinsèques au tuteur, car elles sont liées au papier, à la bande de papier et à la ficelle obtenue après le retordage.
Selon un mode de réalisation particulier, sans que la nature des papiers sélectionnés empiriquement et listés ci-dessous ne soit considérée comme limitative, il pourra être recherché le fait que le papier utilisé pour découper la bande présente une caractéristique de grammage incluse dans une gamme de grammage comprise entre 35 g/m2 et 150 g/m2. En particulier, des essais ont été réalisés sur la base de différentes sortes de papiers rigoureusement sélectionnées présentant respectivement des grammages de l'ordre de 40 g/m2 et de l'ordre de 65 g/m2. Ces essais ayant donné une entière satisfaction dans la fonction recherchée pour le tuteur sont présentés plus loin.
Notamment, le papier utilisé pour découper la bande présente une caractéristique de main incluse dans une gamme de main comprise entre 1 cm3/g et 1,6 cm3/g. Par le terme « main », il est entendu ici le rapport entre l'épaisseur de la bande de papier et le grammage du papier dans lequel la bande est découpée.
Le papier dans lequel la bande est découpée et dans laquelle la ficelle est formée par torsion sera notamment choisi de sorte que la ficelle est intégralement biodégradable et bioeompostable. Il suffit, à la fin de la saison de culture de la plante grimpante, d'enterrer le tuteur usagé dans le sol ou de le mettre au compost, directement au niveau de l'exploitation par le maraîcher lui-même, ce qui simple, économique et efficace.
Il a été déterminé par la Demanderesse que le papier de type Kraft à base de fibres de bois résineux donne de très bons résultats pour la constitution du tuteur. Le papier Kraft est fabriqué à partir de pâte à papier de bois de résineux, pin ou sapin. Il peut être traité, encollé ou traité spécifiquement de sorte à présenter une grande résistance à l'état humide (traitement dit « REH »). Un traitement REH est un traitement tout à fait connu dans l'industrie papetière et à la portée de l'Homme du Métier. Il est inutile de le décrire plus en détails ici.
Pour permettre la découpe du papier puis le retordage de la bande de papier en ficelle, le papier peut subir avantageusement un mouillage. Il est donc indispensable dans ce cas que le papier conserve une résistance suffisante à l'état humide pour permettre sa mise en œuvre. De plus, certaines applications visées impliquent des conditions chaudes et humides pour le produit final en situation. Il peut donc être prévu des traitements du papier permettant de modifier sa capacité d'absorption de liquide. Une première catégorie concerne les traitements dits de « collage ». Le principe est d'abaisser l'énergie de surface des fibres (traitement de masse) ou du papier (traitement de surface). Le collage interne permet de retarder la pénétration des liquides dans le papier mais il n'apporte pas de résistance supplémentaire au papier. Une deuxième catégorie concerne les traitements permettant au contraire d'améliorer la résistance à l'humidité du papier. Ce sont les traitements dits « REH » (pour Résistants à l'Etat Humide)». Ils consistent à ajouter une résine dans la suspension fibreuse de pâte à papier. La résine va réticuler dans le papier et ainsi lier les fibres. Cela apporte, d'une part, une résistance supplémentaire à l'état sec, et garantit d'autre part une résistance au papier en cas d'humidification en limitant le gonflement des fibres. Un traitement REH n'empêche pas la pénétration de l'eau dans le papier, contrairement au collage.
Ainsi, le papier utilisé pour réaliser le tuteur par découpe de bande puis torsion de cette bande peut avoir subi un traitement de collage ou un traitement REH.
Il a été déterminé empiriquement par la Demanderesse qu'il était très avantageux que la bande de papier présente une largeur, comptée perpendiculairement à son épaisseur et à sa longueur avant torsion, appelée largeur de bande notée Lb dans ce document, incluse dans une gamme de largeur comprise entre 10 mm et 230 mm. Par exemple comme il est inscrit dans le tableau de la Figure 1, les essais dont les résultats sont montrés dans les Figures 2 à 5 ont été réalisés avec des largeurs de bande variant entre 12 et 72 mm, en fonction des natures expérimentées de papier.
Il a également été déterminé empiriquement par la Demanderesse qu'il était très avantageux que la ficelle présente une caractéristique de torsion de la bande incluse dans une gamme de torsion comprise entre 10 et 410 tours par mètre de longueur. La valeur de la torsion correspond au nombre de tours que présente la ficelle sur elle-même le long de sa longueur par unité de longueur. Par exemple comme il est inscrit dans le tableau de la Figure 1, les essais dont les résultats sont montrés dans les Figures 2 à 5 ont été réalisés avec des valeurs de torsion variant entre 64 et 140 tr/m, en fonction des natures expérimentées de papier. A l'issue de la fabrication, la ficelle présente avantageusement des caractéristiques morphologiques directement mesurables (notamment la masse linéique de la ficelle et le diamètre) dont les essais ont montré qu'elles avaient une influence directe sur ses performances mécaniques.
Il convient de préciser que ces paramètres sont des caractéristiques intrinsèques au tuteur, car elles sont liées à la ficelle obtenue après le retordage.
Il a été déterminé empiriquement par la Demanderesse qu'il était très avantageux que la ficelle et donc le tuteur présentent une masse linéique incluse dans une gamme de masse linéique comprise entre 500 g/km et 50000 g/km.
Il a également été déterminé empiriquement par la Demanderesse qu'il était très avantageux que la ficelle et donc le tuteur présentent un diamètre, considéré dans sa section de coupe perpendiculaire à la direction suivant laquelle la longueur de la ficelle est comptée, inclus dans une gamme de diamètre comprise entre 0,5 mm et 10 mm, notamment comprise entre 1 et 3 mm.
Par exemple, un papier de grammage de 40 g/m2 permet de produire une ficelle ayant un diamètre compris entre 1 et 1,5 mm. Un papier de grammage approximativement égal à 70 g/m2 permet de produire une ficelle ayant un diamètre supérieur à 1,9 mm.
Il vient d'être exposé les principes généraux et les résultats que la Demanderesse a pu identifiés et sélectionnés au prix de nombreux essais et de nombreux tests qui ne sont pas présentés ici pour des raisons évidentes de simplification et de facilité de compréhension. Il convient de préciser que les différentes caractéristiques tant sur la nature du papier que sur les caractéristiques d'entrée ou initiales (sélection du grammage, sélection de la main, sélection de la torsion) et sur les caractéristiques de sortie ou finales (sélection de la masse linéique et sélection du diamètre équivalent de la ficelle) est le résultat d'une sélection rigoureuse et empirique et n'est pas le fruit d'une sélection arbitraire et évidente pour l'Homme du Métier.
Dans la suite de la description maintenant et en référence aux Figures 1 à 5, la Demanderesse présente les différents types de papier que la Demanderesse a pu identifier empiriquement comme étant les plus adaptés pour la fourniture et la fabrication du tuteur objet de l'invention.
Dans la catégorie des papiers Kraft ayant un grammage de l'ordre de 65-70 g/m2, un papier ayant présenté de bonnes caractéristiques durant les essais est le papier connu sous la dénomination commerciale « Kalysack WS » dont un fournisseur est la société Gascogne Papier. Sur les Figures 2 à 5, les résultats obtenus à partir de ce papier sont présentés à l'aide de points matérialisés par des triangles foncés.
Dans la catégorie des papiers Kraft ayant un grammage de l'ordre de 65-70 g/m2, un autre papier ayant présenté de bonnes caractéristiques durant les essais est le papier connu sous la dénomination commerciale « Prime White WS » dont un fournisseur est la société Billerudkorsnàs. Sur les Figures 2 à 5, les résultats obtenus à partir de ce papier sont présentés à l'aide de points matérialisés par des losanges clairs.
Dans la catégorie des papiers Kraft ayant un grammage de l'ordre de 40 g/m2, un papier ayant présenté de bonnes caractéristiques durant les essais est le papier connu sous la dénomination commerciale « Alios WS » dont un fournisseur est Gascogne Papier. Sur les Figures 2 à 5, les résultats obtenus à partir de ce papier sont présentés à l'aide de points matérialisés par des ronds foncés.
Un autre papier ayant de bonnes caractéristiques pour un papier ayant un grammage de l'ordre de 40 g/m2 est le papier connu sous la dénomination commerciale « Conflex WS » dont un fournisseur est la société Billerudkorsnàs. Les résultats d'expérience ne sont pas présentés sur les Figures.
Dans ce qui précède, et comme il est parfaitement connu dans le domaine technique concerné, le terme « WS » signifie « Water Strength ».
Durant les expériences et les essais qui ont été réalisés pour sélectionner les papiers les plus adaptés et les caractéristiques initiales telles que le grammage, la main ou la torsion et les caractéristiques morphologiques finales du tuteur telles que la masse linéique ou le diamètre équivalent, l'influence de la variation des caractéristiques initiales sur les caractéristiques morphologiques finales a été étudiée. En particulier en référence à la Figure 1, des expériences ont été réalisées en faisant varier la largeur de bande Lb (exprimée en mm) pour les trois sortes de papier listées ci-dessus et en laissant à l'opérateur le soin de choisir la valeur de la torsion T (exprimée en tr/min) la plus adéquate pour obtenir une ficelle régulière et de section la plus circulaire possible.
Pour le papier Alios WS, les essais ont été réalisés en faisant varier la largeur de bande Lb de 12 mm à 72 mm, en passant par des valeurs intermédiaires de 24, 35, 36, 50 et 60 mm. Pour le papier Kalysack WS, les essais ont été réalisés en faisant varier la largeur de bande Lb de 12 mm à 70 mm, en passant par des valeurs intermédiaires de 24, 36, 40, 50 et 60 mm. Pour le papier Prime White WS, les essais ont été réalisés en faisant varier la largeur de bande Lb de 24 mm à 70 mm, en passant par des valeurs intermédiaires de 36, 50 et 60 mm.
Sur la machine sur laquelle le retordage est réalisé, les paramètres essentiels de réglage sont la vitesse du cylindre d'alimentation notée Vendre grâce auquel le papier est acheminé (exprimée en m/min) et la vitesse de rotation des broches sur lesquelles sont placées les pièces sur lesquelles les ficelles sont enroulées (exprimée en tr/min), notée Vrbroches- Dans le tableau de la Figure 1, pour les différentes largeurs de bande Lb expérimentées et les différentes torsions T ajustées par l'opérateur, la vitesse de rotation Vrbroches et la vitesse d'alimentation VCy|indre sont également indiquées.
La Figure 2 représente, pour les trois types de papier référencés dans le tableau de la Figure 1 et pour les différentes largeurs de bande Lb (en abscisses), l'évolution de la masse linéique (en ordonnées) des tuteurs. Par combinaison avec le tableau de la Figure 1, la torsion T dépend de la largeur de bande. On constate empirement que la masse linéique est sensiblement proportionnelle à la largeur de bande et que les courbes sont des droites dont le coefficient directeur indiqué sur la Figure 2 est déterminé par régressions linéaires.
On retrouve ce résultat de manière théorique. En effet, la formule de la masse linéique fait intervenir la masse de la ficelle mfiCeiie θΐ Ιθ longueur de la ficelle Lfiœiie, avec la masse de la ficelle égale à la masse de la bande de papier mpapier qui la constitue :
Or, la masse de la bande de papier dépend de sa longueur Lpapier, de sa largeur lpapier, et du grammage G du papier utilisé :
On retrouve bien la constatation empirique que la masse linéique est proportionnelle à la largeur de la bande de papier. Sur la Figure 2, le ratio Lpapier / L ficelle x G correspond au coefficient directeur de la droite.
En connaissant le grammage du papier utilisé, on peut déduire le ratio Lpapier/Lficeiie- Les valeurs de ce ratio sont reportées dans le tableau suivant :
La Figure 3 représente, pour les différents types de papier référencés dans le tableau de la Figure 1, l'évolution des diamètres équivalents (en ordonnées, exprimés en mm) des tuteurs en fonction de la largeur de bande Lb (en abscisses, exprimées en mm). Par combinaison avec le tableau de la Figure 1, la torsion T dépend de la largeur de bande Lb.
La section réelle de la ficelle est une section elliptique et le diamètre équivalent est calculé à partir de l'aire de cette section en considérant une section
circulaire de même aire. L'utilisation d'un diamètre équivalent permet d'approximer les dimensions des ficelles. A partir des courbes de la Figure 3, en fonction de la largeur de bande et du papier utilisés, le diamètre équivalent varie entre 0,9 et 2,8 mm. Le diamètre équivalent a tendance à diminuer lorsque la torsion T augmente pour une largeur de bande Lb donnée.
La Figure 4 représente, pour les différents types de papier référencés dans le tableau de la Figure 1, l'évolution de la force à la rupture (en ordonnées, exprimée en N) des tuteurs en fonction de leur masse linéique (en abscisses, exprimée en g/km).
Il peut être constaté que la force à la rupture en traction à l'état sec de chaque tuteur est sensiblement proportionnelle à la masse linéique, pour un type de papier donné. C'est pourquoi les courbes représentées sur la Figure 4 sont des droites dont les coefficients directeurs indiqués sur la Figure 4 ont été déterminés par régressions linéaires.
Un avantage de ce constat est que la masse linéique est une caractéristique morphologique mesurable directement du tuteur à l'issue de sa fabrication. En connaissant le papier utilisé, une simple mesure de la masse linéique permet d'approximer de manière fiable la résistance à la rupture en traction, ce qui permet finalement d'estimer les performances mécaniques du tuteur de manière simple.
La Figure 5 représente, pour les différents types de papier référencés dans le tableau de la Figure 1, l'évolution de la force à la rupture (en ordonnées, exprimée en N) des tuteurs en fonction de la largeur de bande Lb (en abscisses, exprimée en mm).
Il peut être constaté que la force à la rupture en traction à l'état sec de chaque tuteur est sensiblement proportionnelle à la largeur de bande Lb, pour un type de papier donné. C'est pourquoi les courbes représentées sur la Figure 5 sont des droites dont les coefficients directeurs indiqués sur la Figure 5 ont été déterminés par régressions linéaires.
Une fois encore, un avantage de ce constat est que la largeur de bande est une caractéristique morphologique qui être parfaitement identifiée. En connaissant le papier utilisé, la simple connaissance de la largeur de bande permet d'approximer de manière fiable la résistance à la rupture en traction, ce qui permet finalement d'estimer les performances mécaniques du tuteur de manière simple.
On constate aussi que la résistance à la rupture dépend également des propriétés mécaniques du papier lui-même. Ainsi, pour une largeur de bande donnée, les tuteurs avec le papier Prime White WS possèdent une plus grande résistance mécanique que celle du papier Kalysack WS, elle-même supérieure à la résistance mécanique du papier Alios WS. L'invention concerne aussi le principe d'utiliser une ficelle constituée par une bande de papier torsadée sur elle-même le long de sa longueur pour constituer un tuteur souple (biodégradable et bioeompostable) apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates.
Lorsqu'il est possible d'estimer le poids à supporter par le tuteur, il est possible de déterminer la résistance en traction nécessaire pour le tuteur. Il est possible de choisir le papier, et de faire évoluer le grammage en conséquence. En fonction du papier, la connaissance de la résistance en traction nécessaire permet de déduire la largeur de bande minimale nécessaire (par exemple à partir d'un diagramme du type de la Figure 5). La torsion à appliquer pourra dépendre de la largeur de bande. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un tuteur souple (biodégradable et bioeompostable) apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates, comprenant les étapes successives suivantes : - fourniture d'une toile de papier, notamment d'un papier Kraft à base de fibres de bois résineux présentant une caractéristique de grammage incluse dans une gamme de grammage comprise entre 35 g/m2 et 150 g/m2 et/ou une caractéristique de main incluse dans une gamme de main comprise entre 1 cm3/g et 1,6 cm3/g, - découpe dans la toile de papier d'au moins une bande de papier, notamment présentant une largeur incluse dans une gamme de largeur comprise entre 10 mm et 230 mm, - torsion de ladite bande de papier sur elle-même le long de sa longueur pour constituer une ficelle constitutive dudit tuteur, notamment durant laquelle la bande de papier est tournée sur elle-même selon un nombre de tours de torsion compris entre 10 et 410 tours par mètre de ficelle.
La toile de papier, dont la nature est essentielle comme il l'est compris de la description précédente, est par exemple fournie sous la forme d'une bobine de grande largeur, typiquement ayant une laize de 1400 mm.
Le papier utilisé pour réaliser le tuteur par découpe de bande puis torsion de cette bande peut avoir subi un traitement de collage ou un traitement REH. L'étape de découpe peut consister à découper cette bobine dans le sens de sa largeur pour obtenir une pluralité de galettes, chaque galette étant en fait une bobine de moindre largeur. La largeur de chaque galette, potentiellement variable d'une galette à l'autre, a pour effet de déterminer la largeur de bande de la bande de papier. La résistance en traction à sec du tuteur obtenu après l'étape de torsion dépendra essentiellement de cette largeur de bande. La découpe peut se faire avec une coupeuse rasoirs pour des papiers dont le grammage peut descendre jusqu'à 40 g/m2 ou en dessous, alors qu'une coupeuse de type « bémis » permet de couper des papiers dont le grammage est au minimum égal à 65 g/m2. L'étape de découpe en galettes peut nécessiter une lubrification du papier pour éviter un échauffement trop important. De l'eau avec un additif de 3% d'huile de coupe sert de lubrifiant. Si le papier doit être coloré, une solution aqueuse colorée est alors utilisée. Le taux d'humidité du papier varie alors entre 10% et 30%. Les galettes ne sont pas séchées et sont stockées en attendant l'étape de torsion.
En déroulant chacune des galettes, on obtient la bande de papier qui alimente l'entrée d'un métier à retordre qui réalise l'étape de torsion de la bande de papier. Comme il l'a déjà indiqué, il est possible d'ajuster la vitesse du cylindre d'alimentation et la vitesse de rotation des broches. La bande de papier en cours de circulation est acheminée vers une série de guides où le papier est humidifié avant de passer dans un entonnoir où la bande de papier subit la torsion sous la forme d'un retordage. La puissance des jets d'eau pour l'humidification est réglable, typiquement en fonction de l'humidité au départ et de la nature du papier.
La ficelle obtenue à l'issue de l'étape de torsion alimente l'entrée d'une bobineuse qui réalise le rembobinage de la ficelle pour obtenir un tuteur sous forme d'une bobine. Durant cette étape, la ficelle passe dans une pluralité de filières de diamètres progressivement décroissants afin d'obtenir une ficelle de diamètre régulier correspondant au diamètre de la dernière filière.
Le tuteur souple présenté précédemment est apte à supporter une plante grimpante durant sa croissance, notamment un plant de tomates. Il présente l'avantage d'être à la fois fiable d'un point de vue mécanique en évitant les risques de rupture, d'être économique pour en favoriser le développement à grande échelle et d'être écologique en raison de son caractère biodégradable et biocompostable en fin de saison pour répondre aux exigences actuelles et aux normes administratives dans le domaine concerné, au-delà de l'éthique pour les utilisateurs.
Outre les avantages déjà détaillés, un tuteur tel que décrit présente l'avantage d'être inoffensif pour la plante, d'être facile à manipuler et à mettre en place, de permettre un conditionnement sur crochets et de permettre une coloration ou une imprégnation.
Biodegradable and Biocompostable Guard for Paper Creeper
The present invention relates to a flexible guardian adapted to support a climbing plant during its growth, including a tomato plant. The invention also relates to the use of a twine consisting of a strip of paper twisted on itself along its length to form a flexible guardian able to support a climbing plant during its growth, in particular a tomato plant, and a method of manufacturing a flexible guardian adapted to support a climbing plant during its growth, including a tomato plant.
In known manner, a flexible guardian can be used to hang and guide a climbing plant during its growth. It is known to provide a tutor string type in the form of a coil that is unwound as the growth of the plant exploited. In the upper part, the upper end of the guardian can be hooked, for example via a hook, slidably on a support wire via dragging systems. This is for example the case for the cultivation of tomatoes, for example in greenhouse grown in soil or above ground, whose plants may have lengths greater than 15m in certain countries and under special conditions. The weight to be borne by the guardian can become relatively high at the end of the culture, which forces high mechanical strength constraints for each guardian.
This need for great resistance can become a problem depending on the conditions of exploitation of the climbing plant, as for example depending on temperature, humidity, exposure to ultraviolet rays, insects or fungi.
Known stakes may be in the form of a string, typically polypropylene or steel. These strings have very high mechanical properties and probably oversized for their use in staking. They have the advantage of being technically reliable with a low break percentage on the growing season.
The document ES2282021B1 describes a guardian of cellulose twisted or braided with resins and waxes polyethylene, paraffin and acrylic resins.
However, these current solutions are not entirely satisfactory because guardians represent a very large source of pollution, because of their non-biodegradable nature. When the season is over, the plants are torn out. The guardians are, at this stage, intertwined in the plants. The conventional approach is to separate manually the stakes of the plants to allow on the one hand the elimination of the stakes, and on the other hand the composting of the plants. This operation is costly in terms of manpower and time. Market gardeners admit that they do not sort the stakes and seedlings at the end of their cultivation and grind them together before burial or burning, although the latter practice may be prohibited by certain administrative regulations relating to the ban on air-burning. free of green waste.
Strings suitable for composting appear on the market. The criterion of compostability seems interesting in appearance. However, the composting requirements (industrial compost) are generally not respected by market gardeners who simply bury the strings on their farm. Placed in poor compost conditions, these materials do not degrade and lose their interest. In addition, they discredit the eco-responsible solutions by displaying high prices and lower reliability during cultivation compared to the reference strings, since tutors have a high rate of premature failure under load before the end of the crop.
There are also stakes in the form of strings of natural fibers such as linen, hemp, sisal, jute or cotton. These strings have good composting properties. But they do not combine an attractive price and sufficient mechanical performance to hold on throughout the growing season. In addition, strings of this nature naturally attract rodents and it is necessary to apply an anti rodent treatment. However, this type of treatment is far from being harmless for the environment and plants.
The present invention aims to solve all or part of the disadvantages listed above.
In this context, there is a need to provide a flexible tutor able to support a climbing plant during its growth, including a tomato plant, which is both reliable from a mechanical point of view, economic to promote the development to large scale and eco-friendly to meet current requirements and administrative standards in the relevant field, beyond the ethics for users. For this purpose, it is proposed a flexible guardian adapted to support a climbing plant during its growth, including a tomato plant, consisting of a string in the form of a strip of paper twisted on itself along its length.
According to a particular embodiment, the paper used for cutting said strip has a grammage characteristic included in a weight range of between 35 g / m 2 and 150 g / m 2.
The paper used to cut said web may have a hand characteristic included in a hand range of between 1 cm 3 / g and 1.6 cm 3 / g.
According to another embodiment, the band has a width, counted perpendicular to its thickness and its length before torsion, included in a range of width between 10 mm and 230 mm.
The twine may have a torsional characteristic of the strip included in a torsion range of between 10 and 410 turns per meter of length.
According to yet another embodiment, the string has a linear density included in a linear mass range of between 500 g / km and 50000 g / km.
The twine preferably has a diameter, as seen in its cross-section perpendicular to the direction in which the length is counted, included in a diameter range between 0.5 mm and 10 mm.
According to another embodiment, the string is fully biodegradable and biocompostable.
The paper is preferably a Kraft paper based on softwood fibers.
It is also proposed to use a twine consisting of a strip of paper twisted on itself along its length to form a flexible guardian able to support a climbing plant during its growth, including a tomato plant.
It is also proposed a method of manufacturing a flexible guardian adapted to support a climbing plant during its growth, including a tomato plant, comprising the following successive steps: - supply of a paper web, including a Kraft paper based on softwood fibers having a grammage characteristic included in a weight range of between 35 g / m2 and 150 g / m2 and / or a hand characteristic included in a hand range of between 1 cm3 / g and 1 , 6 cm3 / g, - cutting into the paper web of at least one strip of paper, especially having a width included in a range of width between 10 mm and 230 mm, - twist of said strip of paper on it- even along its length to form a constituent string of said tutor, in particular during which the paper web is turned on itself by a number of turns of torsion of between 10 and 410 turns per meter of string. The invention will be better understood from the following description of particular embodiments of the invention given by way of non-limiting example and shown in the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a table illustrating input parameters for making constructed stakes for studying the influence of bandwidth "Lb" on output parameters of the stakes.
FIG. 2 represents, for the different types of paper referenced in the table of FIG. 1, the evolution of the linear density of the stakes as a function of the bandwidth Lb and the torsion imposed during manufacture.
FIG. 3 represents, for the different types of paper referenced in the table of FIG. 1, the evolution of the equivalent diameters of the stakes as a function of the bandwidth Lb and the torsion imposed on input during manufacture (the equivalent diameter is calculated by considering the area of the cross section of the circular string).
FIG. 4 represents, for the different types of paper referenced in the table of FIG. 1, the evolution of the breaking force of the stakes as a function of their linear density.
FIG. 5 represents, for the different types of paper referenced in the table of FIG. 1, the evolution of the breaking force of the stakes as a function of the bandwidth Lb imposed during manufacture.
Referring to Figures 1 to 5 attached as summarized above, the invention essentially relates to a flexible tutor and biodegradable and biocompostable adapted to support a climbing plant during its growth. The tutor flexibility must allow it to be wound on a metal hook, including a length between 18 and 20 cm.
The tutor according to the invention has the particularly advantageous characteristic of being constituted by a string in the form of a strip of paper twisted on itself along its length. An advantage of making such twine by twisting a strip of paper along its length is that the guardian has a low cost and high tensile strength with little variability during the time of a season of operation. can sometimes be between 6 months and one year depending on the country and the climbing plant object of the crop.
In particular, a particularly targeted application for which the invention is particularly well suited is to be able to constitute a guardian with the capacity to support a tomato plant during its growth, the weight to be borne by the guardian thus configured, without breaking the latter. in all the possible climatic conditions (temperatures, winds, hygrometry variable), which may be greater than several kilograms in the case of tomatoes.
For a good understanding, the longitudinal direction along which the length of the string is counted corresponds to the direction in which the length of the paper strip is counted and oriented. Indeed, it is immediately understood that a paper strip has a larger dimension called "length" which is much larger than a dimension called "width" which is counted in a lateral direction of the strip perpendicular to its longitudinal direction, this corresponding width in this document to a value called "bandwidth" denoted "Lb" in the accompanying Figures. The dimension counted in the transverse direction perpendicular to both the longitudinal direction and the lateral direction corresponds to the thickness of the paper web. The cross section of the string is counted perpendicular to its length and therefore depends on the width and thickness. Twisting during a twisting step described below is performed around an axis oriented, at any point of the string, in the longitudinal direction.
It goes without saying that the value of the length of the strip of paper is much greater than the width of the strip, and that the width of the strip is much greater than the thickness of the strip. Given the flexibility and capacity of the twine to deform spatially given its paper constitution, these three quantities are determinable locally at any point of the strip (or string), in a local coordinate system depending on the point considered.
Depending on the nature of the paper used for the supply of the paper web and the morphological characteristics of the tutor after torsion which will be detailed in more detail below, numerous tests and tests carried out by the Applicant have shown that the string is configured so as to mechanically hold, avoiding breakage, under a weight of between 4.5 and 5.5 kg for 12 months for the intended growing conditions and that its elongation at break does not exceed a value of between 4, 9 and 6.1%. The resistance to ultraviolet radiation, weather, insects and fungi can be very good.
By "paper" is meant any substance composed of vegetable fibers agglomerated to each other to form a thin, dry sheet.
In general, the paper is chosen so that the twine resulting from the twisting has a tensile strength avoiding as much as possible the risk of rupture under the effect of the weight of the plant that it supports and is able to withstand conditions of exploitation of the vine, including taking into account temperature, humidity, exposure to ultraviolet rays, insects or fungi.
The tests and calculations carried out by the Applicant have shown that the essential parameters for the realization of the tutor are the grammage of the paper used, the width of the band to which the torsion is applied, the value of the twist applied to the strip and the water content of the paper. Among these parameters, only the water content of the paper is not directly controllable because it depends on the water retention capacity of the paper, the waiting time between the cutting of the strip and the twisting step during which the twist is applied to the paper tape to produce the twine. At the end of the twisting, the twine thus twisted is then wound in the form of a coil, for its ease of transport and storage, and that it suffices to unroll as the plant grows. she supports. The water content also depends on the strength of the water stream that wets the paper web before twisting.
It should be noted that these different parameters are intrinsic characteristics to the tutor, because they are related to the paper, the strip of paper and the twine obtained after the twisting.
According to a particular embodiment, without the nature of the papers selected empirically and listed below being considered as limiting, it may be sought that the paper used to cut the strip has a grammage characteristic included in a range of basis weight between 35 g / m2 and 150 g / m2. In particular, tests have been carried out on the basis of different kinds of strictly selected papers respectively having weights of the order of 40 g / m 2 and of the order of 65 g / m 2. These tests have given complete satisfaction in the function sought for the guardian are presented below.
In particular, the paper used to cut the band has a hand characteristic included in a hand range of between 1 cm3 / g and 1.6 cm3 / g. By the term "hand" is meant here the ratio between the thickness of the paper web and the basis weight of the paper in which the web is cut.
The paper in which the strip is cut and in which the string is formed by twisting will be selected such that the string is fully biodegradable and bioeompostable. It is sufficient, at the end of the season of cultivation of the climbing plant, to bury the used guardian in the ground or to put it in compost, directly at the level of the exploitation by the market gardener itself, which simple, economical and efficient.
It has been determined by the Applicant that Kraft type paper based on softwood fibers gives very good results for the constitution of the guardian. Kraft paper is made from softwood, pine or fir wood pulp. It can be treated, glued or treated specifically so as to have a high resistance to the wet state (so-called "REH" treatment). A REH treatment is a treatment quite well known in the paper industry and within the reach of the skilled person. It is useless to describe it in more detail here.
To allow cutting of the paper and then twisting the paper tape string, the paper can advantageously undergo a wetting. It is therefore essential in this case that the paper retains sufficient resistance in the wet state to allow its implementation. In addition, some targeted applications involve hot and humid conditions for the end product in situation. It can therefore be provided paper treatments to change its liquid absorption capacity. A first category concerns so-called "collage" treatments. The principle is to lower the surface energy of fibers (mass treatment) or paper (surface treatment). Internal bonding delays the penetration of liquids into the paper but does not add additional strength to the paper. A second category concerns the treatments which, on the contrary, make it possible to improve the moisture resistance of the paper. These are the treatments called "REH" (for Resistants to the Wet State). They consist in adding a resin in the fibrous pulp suspension. The resin will crosslink in the paper and thus bind the fibers. This provides, on the one hand, an additional resistance in the dry state, and on the other hand guarantees a paper resistance in case of humidification by limiting the swelling of the fibers. A REH treatment does not prevent the penetration of water into the paper, unlike gluing.
Thus, the paper used to make the tutor by cutting tape and then torsion of this tape may have undergone a bonding treatment or a REH treatment.
It has been empirically determined by the Applicant that it is very advantageous for the paper web to have a width, counted perpendicular to its thickness and to its length before twisting, referred to as the Lb bandwidth in this document, included in a range of width between 10 mm and 230 mm. For example, as shown in the table of FIG. 1, the tests whose results are shown in FIGS. 2 to 5 were carried out with bandwidths ranging from 12 to 72 mm, depending on the experimented nature of paper.
It has also been determined empirically by the Applicant that it was very advantageous for the string to have a torsional characteristic of the included strip in a torsion range of between 10 and 410 turns per meter of length. The value of the twist is the number of turns that the twine has on itself along its length per unit length. For example, as shown in the table of FIG. 1, the tests whose results are shown in FIGS. 2 to 5 have been carried out with torsion values varying between 64 and 140 tr / m, depending on the tested natures of FIG. paper. At the end of manufacture, the string advantageously has directly measurable morphological characteristics (in particular the linear mass of the string and the diameter), the tests of which have shown that they have a direct influence on its mechanical performance.
It should be noted that these parameters are intrinsic characteristics to the tutor, because they are related to the twine obtained after the twisting.
It has been determined empirically by the Applicant that it was very advantageous for the string and therefore the tutor to have a linear density included in a linear mass range of between 500 g / km and 50000 g / km.
It has also been determined empirically by the Applicant that it was very advantageous for the string and therefore the guardian to have a diameter, considered in its cross-section perpendicular to the direction in which the length of the string is counted, included in a range. with a diameter of between 0.5 mm and 10 mm, in particular between 1 and 3 mm.
For example, a paper weight of 40 g / m 2 makes it possible to produce a string having a diameter of between 1 and 1.5 mm. A paper weight of approximately 70 g / m 2 makes it possible to produce a string having a diameter greater than 1.9 mm.
It has just been exposed the general principles and the results that the Applicant could identify and selected at the cost of many tests and many tests that are not presented here for obvious reasons of simplification and ease of understanding. It should be specified that the different characteristics both on the nature of the paper as on the input or initial characteristics (weight selection, selection of the hand, selection of the torsion) and on the characteristics of exit or final (selection of the linear density and selection of the equivalent diameter of the string) is the result of a rigorous and empirical selection and is not the result of an arbitrary and obvious selection for the skilled person.
In the remainder of the description now and with reference to FIGS. 1 to 5, the Applicant presents the different types of paper that the Applicant was able to identify empirically as being the most suitable for the supply and manufacture of the tutor object of the invention.
In the category of Kraft papers having a basis weight of about 65-70 g / m 2, a paper having exhibited good characteristics during the tests is the paper known under the trade name "Kalysack WS", a supplier of which is the company Gascogne Paper. In Figures 2 to 5, the results obtained from this paper are presented using dots materialized by dark triangles.
In the category of Kraft papers having a basis weight of about 65-70 g / m 2, another paper having exhibited good characteristics during the tests is the paper known under the trade name "Prime White WS", a supplier of which is the company Billerudkorsnàs. In Figures 2 to 5, the results obtained from this paper are presented using dots materialized by clear diamonds.
In the category of Kraft papers having a basis weight of the order of 40 g / m 2, a paper having exhibited good characteristics during the tests is the paper known under the trade name "Alios WS", a supplier of which is Gascogne Papier. In Figures 2 to 5, the results obtained from this paper are presented using dots materialized by dark circles.
Another paper having good characteristics for a paper having a basis weight of the order of 40 g / m 2 is the paper known under the trade name "Conflex WS", a supplier of which is Billerudkorsnàs. The results of experiment are not shown in the Figures.
In the foregoing, and as is well known in the relevant technical field, the term "WS" means "Water Strength".
During the experiments and tests that were carried out to select the most suitable papers and initial characteristics such as weight, hand or torsion and the final morphological characteristics of the tutor such as linear density or equivalent diameter, the influence of the variation of the initial characteristics on the final morphological characteristics was studied. In particular with reference to FIG. 1, experiments were carried out by varying the bandwidth Lb (expressed in mm) for the three kinds of paper listed above and leaving the operator to choose the value. the torsion T (expressed in rpm) most suitable to obtain a regular string and the most circular section possible.
For Alios WS paper, the tests were carried out by varying the bandwidth Lb from 12 mm to 72 mm, passing through intermediate values of 24, 35, 36, 50 and 60 mm. For Kalysack WS paper, the tests were carried out by varying the bandwidth Lb from 12 mm to 70 mm, passing through intermediate values of 24, 36, 40, 50 and 60 mm. For Prime White WS paper, the tests were carried out by varying the bandwidth Lb from 24 mm to 70 mm, passing through intermediate values of 36, 50 and 60 mm.
On the machine on which the twisting is carried out, the essential parameters of adjustment are the speed of the feed roller marked Sell by which the paper is conveyed (expressed in m / min) and the speed of rotation of the pins on which are placed the parts on which the strings are wound (expressed in rpm), denoted by Vr broches. In the table of FIG. 1, for the different widths of the Lb strip experienced and the various torsions adjusted by the operator, the speed of rotation Vr broches and VCy | Indre feed rate are also indicated.
FIG. 2 represents, for the three types of paper referenced in the table of FIG. 1 and for the various bandwidths Lb (in abscissas), the evolution of the linear density (in ordinate) of the stakes. By combination with the table of Figure 1, the twist T depends on the bandwidth. It is noted that the linear density is substantially proportional to the bandwidth and that the curves are straight lines whose directional coefficient indicated in Figure 2 is determined by linear regressions.
We find this result theoretically. In fact, the formula of the linear mass involves the mass of the twine, the length of the twine, and the mass of the twine equal to the mass of the paper paper which constitutes it:
However, the mass of the paper tape depends on its length Lpapier, its width paper, and the grammage G paper used:
The empirical finding is that the linear density is proportional to the width of the paper web. In Figure 2, the ratio Lpapier / L string x G corresponds to the directing coefficient of the line.
Knowing the grammage of the paper used, we can deduce the ratio Lpapier / Lficeiie- The values of this ratio are reported in the following table:
FIG. 3 represents, for the different types of paper referenced in the table of FIG. 1, the evolution of the equivalent diameters (in ordinates, expressed in mm) of the stakes as a function of the bandwidth Lb (in abscissae, expressed in mm). By combination with the table of FIG. 1, the torsion T depends on the bandwidth Lb.
The actual section of the string is an elliptical section and the equivalent diameter is calculated from the area of this section considering a section
circular of the same area. The use of an equivalent diameter makes it possible to approximate the dimensions of the strings. From the curves of Figure 3, depending on the bandwidth and paper used, the equivalent diameter varies between 0.9 and 2.8 mm. The equivalent diameter tends to decrease as torsion T increases for a given bandwidth Lb.
FIG. 4 represents, for the different types of paper referenced in the table of FIG. 1, the evolution of the force at break (in ordinate, expressed in N) of the stakes according to their linear density (in abscissas, expressed in g / km).
It can be seen that the tensile breaking force in the dry state of each guard is substantially proportional to the linear density for a given type of paper. This is why the curves shown in Figure 4 are straight lines whose directional coefficients shown in Figure 4 were determined by linear regressions.
One advantage of this observation is that the linear density is a morphological characteristic measurable directly from the tutor at the end of its manufacture. By knowing the paper used, a simple measurement of the linear density makes it possible to reliably approximate the ultimate tensile strength, which finally makes it possible to estimate the mechanical performance of the tutor in a simple manner.
FIG. 5 represents, for the different types of paper referenced in the table of FIG. 1, the evolution of the force at break (in ordinate, expressed in N) of the stakes as a function of the bandwidth Lb (in abscissas , expressed in mm).
It can be seen that the tensile breaking force in the dry state of each guard is substantially proportional to the band width Lb for a given type of paper. This is why the curves shown in Figure 5 are straight lines whose directional coefficients shown in Figure 5 were determined by linear regressions.
Once again, one advantage of this finding is that bandwidth is a morphological feature that is perfectly identified. By knowing the paper used, the simple knowledge of the bandwidth makes it possible to reliably approximate the tensile breaking strength, which finally makes it possible to estimate the mechanical performance of the tutor in a simple manner.
It is also found that the breaking strength also depends on the mechanical properties of the paper itself. Thus, for a given bandwidth, the stakes with the Prime White WS paper have a greater mechanical strength than that of the Kalysack WS paper, itself superior to the mechanical strength of the Alios WS paper. The invention also relates to the principle of using a twine constituted by a strip of paper twisted on itself along its length to form a flexible stent (biodegradable and bioeompostable) able to support a climbing plant during its growth, including a tomato plant.
When it is possible to estimate the weight to be supported by the guardian, it is possible to determine the necessary tensile strength for the guardian. It is possible to choose the paper, and to change the grammage accordingly. Depending on the paper, the knowledge of the required tensile strength makes it possible to deduce the minimum necessary bandwidth (for example from a diagram of the type of Figure 5). The twist to be applied may depend on the bandwidth. The invention also relates to a method of manufacturing a flexible stent (biodegradable and bioeompostable) adapted to support a climbing plant during its growth, including a tomato plant, comprising the following successive steps: - supply of a paper web, in particular a Kraft paper based on softwood fibers having a grammage characteristic included in a weight range of between 35 g / m2 and 150 g / m2 and / or a hand characteristic included in a range of hand between 1 cm 3 / g and 1.6 cm 3 / g, - cutting into the paper web of at least one paper web, in particular having a width included in a range of width between 10 mm and 230 mm, - torsion of said strip of paper on itself along its length to form a constituent string of said guardian, in particular during which the strip of paper is turned on itself in a number of turns of torsion between 10 and 410 turns per meter of string.
The paper web, the nature of which is essential as understood from the foregoing description, is for example provided in the form of a wide-width reel, typically having a width of 1400 mm.
The paper used to make the tutor by cutting the band and then torsion of this band may have undergone a bonding treatment or a REH treatment. The cutting step may consist in cutting this coil in the direction of its width to obtain a plurality of slabs, each slab being in fact a coil of smaller width. The width of each slab, potentially variable from one slab to another, has the effect of determining the band width of the paper strip. The dry tensile strength of the tutor obtained after the twisting step will depend essentially on this bandwidth. The cutting can be done with a razor cutter for papers whose grammage can go down to 40 g / m2 or below, while a cutter of the type "bémis" allows to cut papers whose grammage is at least equal at 65 g / m2. The wafer cutting step may require lubrication of the paper to prevent overheating. Water with an additive of 3% cutting oil is used as a lubricant. If the paper is to be colored, a colored aqueous solution is then used. The moisture content of the paper varies between 10% and 30%. The patties are not dried and are stored waiting for the twisting step.
By unrolling each of the patties, one obtains the strip of paper that feeds the entrance of a twister that performs the step of twisting the paper web. As already indicated, it is possible to adjust the speed of the feed roll and the speed of rotation of the pins. The paper web being circulated is routed to a series of guides where the paper is moistened before entering a funnel where the paper web undergoes twisting as a twisting. The power of the water jets for humidification is adjustable, typically depending on the starting moisture and the nature of the paper.
The twine obtained at the end of the twisting step feeds the inlet of a rewinder which rewinds the twine to obtain a tutor in the form of a reel. During this step, the string passes through a plurality of dies of progressively decreasing diameters in order to obtain a string of regular diameter corresponding to the diameter of the last die.
The flexible tutor presented above is able to support a climbing plant during its growth, including a tomato plant. It has the advantage of being at the same time reliable from a mechanical point of view by avoiding the risks of rupture, to be economical to favor the large scale development and to be ecological because of its biodegradable character and Biocompostable at the end of the season to meet current requirements and administrative standards in the field concerned, beyond the ethics of users.
In addition to the already detailed advantages, a tutor as described has the advantage of being harmless to the plant, easy to handle and set up, allow packaging on hooks and allow coloring or impregnation.
Claims (10)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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